Notwendiges Übel oder Qualitätsinstrument?

Mechanische, chemische und thermische Einflüsse wirken über die Zeit auf die Funktionalität von Messgeräten ein. Ein anhaltender Verschleiß kann das Gerät altern lassen und die Genauigkeit der Anzeige beeinflussen. Regelmäßige Kalibrierungen geben Aufschluss über die messtechnischen Eigenschaften. Dabei stellt sich automatisch die Frage der Häufigkeit des Kalibriervorgangs. Beim Eichen, einer der Kalibrierung verwandten Aufgabe, hat der Gesetzgeber klare Fristen festgeschrieben. Die gibt es für die Kontrolle von Messgeräten in der Industrie nicht. Generell hängen Prüfzyklen von der Art des Messgeräts, seiner Aufgabe und der jeweiligen Applikation ab.

Bei Druckmessgeräten zum Beispiel hat sich die Faustregel eingebürgert: Je mehr Elektronik und je höher die Genauigkeit, umso häufiger muss kalibriert werden. Aus solch allgemeinen Aussagen, die sich auf eine breite Praxiserfahrung stützen, lassen sich durchaus Kalibrieranforderungen und -zyklen ableiten. Die Spielräume, die in der Vergangenheit aus Kostengründen gern ausgeschöpft wurden, sind im Zeitalter der Qualitätssicherungssysteme eingeengt worden. Die Richtlinien von ISO9001, Good Manufacturing Practice (GMP) oder der US Food and Drug Administration (FDA) enthalten detaillierte Vorschriften für die Kalibrierung und Dokumentation. Die Normen legen jedoch keine konkreten Prüfzyklen für die Messgeräte fest. Sie fordern lediglich eine gewisse Regelmäßigkeit ein, die der Anlagenbetreiber in der QS-Dokumentation festzulegen hat. Die Deutsche Akkreditierungsstelle (DAkkS) hat in dem Zusammenhang Empfehlungen für die Abfolge von Kalibrierungen ausgesprochen. Bei Druckmessgeräten etwa reichen die Intervalle von einmal jährlich (zum Beispiel für Druckmessumformer mit elektrischem Ausgang und einer Genauigkeit 0,5 % der Messspanne) bis zu alle fünf Jahre (Druckwaage/Kolbenmanometer).

Kalibrieren bedeutet das Vergleichen der Anzeige eines Prüflings mit dem Messwert eines Referenzgeräts, das wiederum von einem nationalen oder internationalen Normal geprüft wurde. In Deutschland bewahrt die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) den nationalen Standard, auf den sich alle Kalibrierresultate über eine Vergleichskette rückführen lassen. Beim Nachweis der Rückführbarkeit hat sich ein Wandel vollzogen. Das DAkkS-Zertifikat wird mittlerweile bei den meisten QS-Audits zur Bedingung gemacht. Die DAkkS hat in diesem Zusammenhang die Vorgaben noch einmal konkretisiert: Werkscheine von akkreditierten Labors werden nicht mehr als Rückführungsnachweis akzeptiert. Sie sind nach neuer Regelung nur noch als „Ergebnisbericht ohne Akkreditierungssymbol“, also als einfacher Funktionsnachweis eingestuft – im Gegensatz zu den DAkkS-Zertifikaten, die jetzt offiziell als „Kalibrierschein mit Akkreditierungssymbol“ bezeichnet werden. In der Praxis heißt das: Die Kette der Vergleichsmessungen bis hinauf zum Nationalnormal darf nicht unterbrochen werden. Die Messunsicherheit muss bei jedem Glied der Kette bekannt sein, um die Gesamtunsicherheit des Prüflings berechnen zu können. Übergeordnete Messgeräte sollten in der Regel eine drei- bis viermal so hohe Messgenauigkeit aufweisen. Sämtliche Schritte in der Vergleichskette inklusive der Messergebnisse müssen dokumentiert sein. Das DAkkS-Zertifikat ist aufgrund von Vereinbarungen zwischen der European co-operation for Accreditation (EA), dem die DAkkS angeschlossen ist, und der International Laboratory Accreditation Co-operation (ILAC) global anerkannt.

Angesichts des für ein DAkkS-Zertifikat notwendigen messtechnischen und dokumentarischen Aufwands können und wollen sich nur vergleichsweise wenige Unternehmen ein eigenes akkreditiertes Kalibrierlabor leisten. Die meisten Firmen nehmen für die Überprüfung ihrer Messgeräte einen externen Dienstleister in Anspruch. So verfügt auch Wika über anbieterunabhängige Kalibrierlabore. Diese Einrichtungen können gleich für mehrere Messgrößen akkreditiert sein.

Für die Kalibrierung von Druckmessgeräten kann Wika eine Rückführbarkeit bis zum PTB-Standard nachweisen. Hierzu bietet das Unternehmen in den hauseigenen Labors entsprechende Kalibriergeräte. Der portable Kalibrator CPH7000 misst Druck, Temperatur, Strom, Spannung und Umgebungsbedingungen. Mit der integrierten Handpumpe für den Prüfdruck ermöglicht er eine komplette Kalibrierung im Feld. Mit den Druckcontrollern der CPC-Serie mit einer Genauigkeit bis zu 0,008 % lassen sich sowohl neu gefertigte Sensoren als auch wiederum die portablen Kalibratoren kalibrieren. Die Druckbereiche, Anregelzeiten, Sensorwechsel und Genauigkeit sind auf maximale Flexibilität ausgelegt. Zwei Modelle der CPC-Reihe verfügen zudem über eine schwenkbare Front für einen raschen Wechsel der Prüfsensoren und ermöglichen damit eine effiziente Re-Kalibrierung. Eine Kalibriersoftware zur automatischen Zeugniserstellung rundet das Leistungsspektrum ab. Die Wika-Präzisionsgeräte der Kalibriertechnik sind Druckwaagen, auch Kolbenmanometer genannt, die zum Beispiel als Primärstandard eine Genauigkeit bis zu 0,0015 % des Messwerts liefern können. Sie funktionieren rein mechanisch. Nach der Formel Druck = Kraft/Fläche wird der Referenzmesswert über definierte Massescheiben generiert, die per Hand auf einen Kolben gelegt werden.

Die Prüflinge werden normalerweise eingeschickt. Bis sie nach der Kontrolle im Labor wieder zurück und re-installiert sind, muss der Prozess ruhen oder mit entsprechenden Ersatzgeräten bestückt werden. Die Unternehmen sind bestrebt, Ausfallzeiten so kurz wie möglich zu halten. Diese Phasen können mit der Anforderung eines mobilen Kalibrierlabors reduziert werden. Die Prüflinge werden vor Ort je nach Aufgabenstellung in der Anlage oder im Laborfahrzeug kalibriert. Bei dieser Lösung entfällt für den Auftraggeber der logistische Aufwand. Wika hat deutschlandweit mehrere solcher Fahrzeuge im Einsatz, die auch DAkkS-akkreditiert sind.

Halle 11, Stand C56

www.prozesstechnik-online.deSuchwort: cav0317wika

Head of Product Management, Calibration Technology, Wika

Der Prozesskalibrator CPH7000 von Wika ist ein portables Multifunktionsgerät. Er vereint die Messung von Druck, Temperatur, Strom, Spannung und Umgebungsbedingungen. Damit eignet sich der CPH7000 zur Prüfung und Kalibrierung von analogen Druckmessgeräten, Druck- und Prozesstransmittern. In der Ausführung mit integrierter Handpumpe für Prüfdrücke von -0,85 bis +25 bar, integriertem Barometer und externem Umgebungsmodul wird eine Vor-Ort-Kalibrierung mit nur einem Gerät ermöglicht. Mit seinem elektronischen Modul kann der Kalibrator alle gängigen Messmittel mit Strom und Spannung versorgen, Ausgangssignale messen, Sensorzustände simulieren und Druckschaltertests durchführen. Darüber hinaus lässt sich über einen Pt100-Fühler noch die Medientemperatur ermitteln. Der mit einer Genauigkeit von 0,025 % der Messspanne arbeitende CPH7000 ist leicht zu bedienen. Ein Touchscreen mit acht Applikationsfeldern ermöglicht eine rasche und sichere Einstellung der Funktionen und Parametrierung aller Aufgaben. Ein Datenlogger speichert alle Messwerte automatisch. Diese können per Wireless-Funktion an ein Endgerät mit der Software Wika-Cal zur weiteren Verarbeitung übertragen werden.